Comparação das respostas cardiorrespiratórias de um exercício de hidroginástica com e sem deslocamento horizontal nos meios terrestre e aquático

Comparisons of cardiorrespiratory responses in a hydrogymnastics exercise with and without horizontal movement on land and in aquatic environment

Comparação das respostas cardiorrespiratórias de um exercício de hidroginástica com e sem deslocamento horizontal nos meios terrestre e aquático

Comparisons of cardiorrespiratory responses in a hydrogymnastics exercise with and without horizontal movement on land and in aquatic environment

Ana Carolina Kanitz; Eduardo Marczwski da Silva; Cristine Lima Alberton; Luiz Fernando Martins Kruel

Escola de Educação Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

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RESUMO

O objetivo do estudo foi comparar as respostas cardiorrespiratórias de um exercício de hidroginástica (corrida estacionária) realizado com e sem deslocamento horizontal no meio terrestre (MT), em piscina funda (PF) e em piscina rasa (PR). Seis mulheres jovens realizaram os exercícios durante 4 min numa cadência de 80 bpm. O exercício consistia em flexão e extensão de quadril com os braços simulando um movimento de corrida. A frequência cardíaca (FC) e o consumo de oxigênio (VO₂ ) foram coletados no último minuto de exercício e a percepção de esforço (PE) foi coletada ao término do exercício. Para a comparação das variáveis utilizou-se ANOVA two-way para medidas repetidas com fatores meio e forma de execução (p < 0,05). Para todas as variáveis analisadas foram encontrados valores menores no exercício em PR comparado ao exercício no MT. Porém, nenhuma diferença foi observada entre o exercício no MT e em PF, exceto para a FC, que foi menor no exercício em PF. Em relação à forma de execução, para a FC, foram encontrados valores maiores no exercício com deslocamento quando comparado ao exercício sem deslocamento somente na PF. Estes achados sugerem a possibilidade de executar o exercício analisado em PF com gasto energético (GE) similar e FC menor quando comparado ao mesmo exercício no MT. Fato de grande relevância para populações que querem obter um GE semelhante ao exercício no MT, mas que necessitam de uma menor sobrecarga cardiovascular.

Unitermos: Frequência cardíaca; Consumo de oxigênio; Percepção de esforço; Exercícios aquáticos.

ABSTRACT

The aim of the study was to compare the cardiorespiratory responses during an hydrogymnastics exercise performed with and without horizontal movement on land environment (LE) and in a deep (DS) and in a shallow swimming pool (SS). Six YOUNG women performed the exercise during four minutes in each environment (LE, DS and SS) and situation (with and without horizontal movement) in a cadence of 80 bpm. The exercise consisted in a hip flexion/extension while the arms simulating a running movement. The heart rate (HR) and oxygen uptake (VO₂ ) were veriefied during the last minute in each exercise and the rate of perceived exertion (RPE) was collected in the ending of the exercise. To variables comparisons was used ANOVA two-way for repeated measures with factors environment and situation (p < 0,05). For all cardiorespiratory variables analyzed, SS exercise were lower than that found on LE. Although, no difference was observed in the exercise performed on LE or in DS, except for the HR, that was lower during DS. Acording to the different situations, higher HR value was found during the exercise with horizontal movement when compared with the exercise without horizontal movement in the DS. These findings suggest the possibility to perform the exercise analyzed with similar energy expenditure and lower FC in DS when compared with exercise in LE. It is very important for people that need similar energy expenditure and lower cardiovascular overload during aquatic exercise.

Uniterms: Heart rate; Oxygen consumption; Rate of perceived exertion; Aquatic exercise.

Introdução

As atividades aquáticas vêm crescendo em popularidade nos últimos anos, principalmente devido a seus inúmeros benefícios à saúde. Há evidências científicas de que o exercício aeróbio na água tenha os mesmos ganhos de aptidão física que o exercício na terra (AVELLINI, SHAPIRO & PANDOLF, 1983; PÖYHÖNEN, SIPILÃ, KESKINEN, HAUTALA, SAVOLAINEN & MÄLKIA, 2002), apresentando a vantagem de ser realizado com um menor impacto, diminuindo assim, os riscos de lesões (BARELA, STOLF & DUARTE, 2006; BRITO, ROESLER, HAUPENTHAL & SOUZA, 2004; KRUEL, 1994; KRUEL, 2000; MIYOSHI, SHITOTA, YAMAMOTO, NAKAZAWA & AKAI, 2004). Desta forma, vários autores têm recomendado a atividade aquática para indivíduos idosos, obesos, com lesões nos membros inferiores e na coluna (BENELLI, DITROILO & DE VITO, 2004; CASSADY & NIELSEN, 1992; KRUEL, 2000; PÖYHÖNEN et al., 2002; SHONO, FUJISHIMA, HOTTA, OGAKI & UEDA, 2001; SHONO, FUJISHIMA, HOTTA, OGAKI, UEDA, OTOKI, TERAMOTO & SHIMIZU, 2000).

Atividades aquáticas como a hidroginástica e a corrida em piscina funda são exercícios que incorporam grandes grupos musculares, tanto de membros inferiores quanto superiores, apresentam menor estresse articular e ainda aproveitam a resistência da água para obter e manter a aptidão cardiorrespiratória (CASSADY & NIELSEN, 1992). A diferença no comportamento das variáveis cardiorrespiratórias no exercício realizado no Meio Terrestre (MT) e Aquático (MA) é dependente da forma com que a intensidade do exercício é fixada e pelo tipo de exercício realizado dentro da água (ALBERTON, COERTJENS, FIGUEIREDO & KRUEL, 2005; ALBERTON, TARTARUGA, PINTO, CADORE, DA SILVA & KRUEL, 2009; SHONO et al., 2000; PINTO, ALBERTON, FIGUEIREDO, TIGGEMANN & KRUEL, 2008). Os efeitos agudos dos exercícios realizados no MA são influenciados pelas propriedades físicas da água. Dentre essas propriedades a resistência ao avanço (R) pode ser destacada. Ela é expressa como R = 0,5_* ρ_*A_*v²_*Cd, onde, ρ é a densidade do líquido, A é a área projetada, v é a velocidade do movimento e Cd é o coeficiente de arrasto (ALEXANDER, 1977). Assim, se quisermos aumentar a magnitude das respostas fisiológicas do exercício aquático, podemos aumentar a área projetada (A), por exemplo, utilizando exercícios em deslocamento frontal livre, e/ou aumentar a velocidade de execução (v²).

Na literatura existem inúmeros estudos comparando as respostas cardiorrespiratórias submáximas do exercício aquático com o terrestre encontrando respostas bastante variadas (ALBERTON et al., 2005, 2009; BENELLI, DITROILO & DE VITO, 2004; GREEN, CABLE & ELMS, 1990; HALL, MCDONALD, MADDISON & O'HARE, 1998; KRUEL, 2000; MASUMOTO, SHONO, HOTTA & FUJISHIMA, 2008; MORAES, KRUEL, SAMPEDRO & LOPES, 2002; POHL & MCNAUGHTON, 2003; ROBERT, JONES & BOBO, 1996; SHONO et al., 2001). Alguns estudos que analisaram a caminhada em piscina funda apresentam valores de frequência cardíaca (FC) e consumo de oxigênio (O₂ ) menores na água do que na terra. A menor resposta da FC encontrada na caminhada em piscina funda é sugerida pela combinação de fatores como o aumento do retorno venoso devido ao efeito da pressão hidrostática sobre o corpo em imersão. Já, o menor O₂ observado pode ser atribuído pelos músculos antigravitacionais não serem necessários na água para suportar o peso corporal, devido à utilização do cinturão flutuador (GREEN, CABLE & ELMS, 1990; ROBERT, JONES & BOBO, 1996). Outros estudos apresentam valores cardiorrespiratórios maiores na água em comparação ao MT. Neste caso, velocidades iguais tanto para a caminhada na água como na terra são utilizadas. Dessa forma, a maior resistência ao avanço em uma mesma velocidade devido a densidade do fluído, torna a caminhada aquática mais intensa (HALL et al., 1998; POHL & MCNAUGHTON, 2003). Há também estudos que não encontraram diferenças entre os meios. Estes resultados ocorrem quando na água a velocidade da caminhada é aproximadamente a metade da velocidade utilizada em terra (MASUMOTO et al., 2008; SHONO et al., 2001).

Analisando exercícios de hidroginástica realizados com deslocamento apenas vertical e com o ritmo de execução controlado através de cadências, alguns autores têm encontrado valores de FC (BENELLI, DITROILO & DE VITO, 2004) e O₂ menores na água comparado ao mesmo exercício realizado em terra (ALBERTON et al., 2005, 2009; KRUEL, 2000; MORAES et al., 2002). Segundo os autores estes resultados são encontrados, pois na água há um menor peso hidrostático provocado pela força de empuxo, assim um peso bem menor deve ser deslocado na água em comparação a terra, tornando o exercício no MA menos intenso. Estas variações são decorrentes, entre outros aspectos, as diferentes metodologias utilizadas nos estudos, principalmente, devido aos diferentes exercícios utilizados e das diversas formas como a intensidade do exercício pode ser controlada.

Além disso, a percepção de esforço (PE) também tem sido analisada em diversos estudos na literatura, pois é considerada uma variável muito utilizada na prescrição de treinamento tanto em meio aquático como em meio terrestre (DEMAERE & RUBY, 1997; RITCHIE & HOPKINS, 1991). No entanto, suas respostas ainda não estão bem claras quando relacionadas a exercícios no meio aquático e suas diferentes formas de deslocamento.

Deste modo, embora exista o interesse em avaliar o comportamento das respostas cardiorrespiratórias dentro e fora da água em diferentes situações, não encontramos estudos que comparassem as respostas cardiorrespiratórias submáximas de um exercício de hidroginástica realizado com e sem deslocamento nos meios terrestre e aquático, em piscina funda (PF) e em piscina rasa (PR). Assim, para que possamos adequar os programas de atividades aquáticas, tais como a hidroginástica e a corrida em piscina funda, à realidade e aos objetivos dos praticantes, faz-se importante estudar e conhecer as diferentes respostas cardiorrespiratórias das atividades desenvolvidas no MA. Deste modo o objetivo do presente estudo foi comparar as respostas cardiorrespiratórias de mulheres jovens em um exercício de hidroginástica (corrida estacionária) realizado com e sem deslocamento em PF, PR e no MT.

Materiais e métodos

Amostra

A amostra desse estudo foi composta por seis mulheres jovens ativas (22,7 ± 1,75 anos; 57,4 ± 5,19 kg; 1,65 ± 5,83 m; IMC: 21,3 ± 2,66 kg/m²), ambientadas ao meio líquido e isentas de problemas físicos. A amostra foi selecionada de forma não-aleatória e por voluntariedade. Todas assinaram um termo de consentimento informado previamente aprovado pelo comitê de ética em pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS - nº 2007788).

Procedimentos

A coleta de dados foi realizada nas piscinas do Centro Natatório da Escola de Educação Física (EsEF) da UFRGS. A PR possui dimensões de 16 m de largura, 9 m de comprimento e uma variação de profundidade de 0,95 a 1,30 m, já a PF possui dimensões de 16 m de largura, 25 m de comprimento e 2 m de profundidade. O exercício utilizado nas três situações consistia num movimento na posição ortostática alternando perna direita e esquerda realizando flexão do quadril até 90º e após extensão de quadril até a posição inicial. Os membros superiores simulavam um movimento de corrida (FIGURA 1). Na PF o exercício foi realizado com auxílio de um colete flutuador. Para controlar o ritmo de execução, o exercício foi realizado em uma cadência fixa de 80 bpm em todas as situações. A cadência foi controlada através de um metrônomo digital MA-30, marca KORG.

Cada sujeito completou todos os testes em um único dia. A sessão iniciava com o indivíduo em decúbito dorsal no MT durante 30 min, onde foram coletados o O₂ e a FC nos 5 min finais (repouso 1). Imediatamente após, o indivíduo posicionava-se em pé no lugar estipulado para a execução dos exercícios. A ordem dos exercícios (MT, PR e PF) bem como a forma (com e sem deslocamento) foi determinada aleatoriamente. O exercício foi realizado durante 4 min, pois segundo MORAES et al. (2002) o tempo mínimo para o O₂ e a FC atingirem o estado estável em exercícios de hidroginástica é de 2 min e 20 s. Após cada exercício realizado e entre cada forma de execução, o indivíduo novamente posicionava-se em decúbito dorsal para um novo repouso (repouso 2, 3, 4, 5 e 6). Esses repousos tinham a duração necessária para que os valores de O₂ e FC estivessem semelhantes ao do repouso 1. Para que essa condição fosse alcançada, a duração dos repousos 2, 3, 4, 5 e 6 variou entre 15 e 20 min. Para a execução dos exercícios, a profundidade de imersão dos indivíduos na PF permaneceu na altura dos ombros e em PR ficou entre o processo xifóide e os ombros. A temperatura da água permaneceu entre 30 e 32 ºC.

As participantes do estudo foram informadas a não consumirem cafeína ou qualquer tipo de estimulante e evitar a prática de atividades físicas intensas durante as ultimas 24 h antes da realização das coletas.

A aquisição dos dados cardiorrespiratórios dos exercícios foi realizada a partir do 3º min de exercício. Para coleta do O₂ foi utilizado um analisador de gases portátil KB1-C da marca AEROSPORT, com taxa de amostragem de 20 s. Para cada sessão de coleta o analisador de gases era ligado e permanecia aquecendo durante 30 min para estabilização das células de análise de gases. Após, eram realizadas duas calibrações automáticas, em ambiente livre de altas concentrações de dióxido de carbono (KING, MCLAUGHLIN, HOWLEY, BASSET & AINSWORTH, 1999). Durante as coletas no MA o aparelho era mantido fora da piscina e o indivíduo realizava o exercício próximo à borda. Para a FC um frequencímetro TRIAXC3 da marca Nike que também foi obtida a cada 20 s. A PE foi indicada com auxílio da Escala RPE de Borg (6-20) logo após o término do exercício.

Análise estatística

Foi utilizada estatística descritiva, com os dados apresentados em médias e desvio-padrão. Para verificar que cada indivíduo partisse de valores cardiorrespiratórios semelhantes previamente à execução de cada exercício foi realizada uma comparação das variáveis cardiorrespiratórias entre os repousos utilizando ANOVA para medidas repetidas. Para as variáveis cardiorrespiratórias do exercício foi utilizada ANOVA "two-way" para medidas repetidas com fatores meio e forma de execução. Nas interações significativas da análise de variância, fez-se um desdobramento da interação com um teste F. O nível de significância adotado foi p < 0,05 e o programa estatístico utilizado foi SPSS versão 13.0.

Resultados

Os resultados da comparação dos valores de FC e O₂ nos repousos realizados entre os exercícios são apresentados na TABELA 1. Não foram encontradas diferenças significativas entre os repousos, demonstrando que os indivíduos partiram de valores cardiorrespiratórios semelhantes para a execução dos exercícios.

Em relação as variáveis cardiorrespiratórias de exercício, os resultados indicam que houve interferência do meio sobre todas as variáveis, mas que não houve interferência da forma. Além disso, foi encontrada uma interação significativa entre forma e meio para a FC. A presença de interação indica que o comportamento das situações é diferente e a ausência indica que estes têm um comportamento semelhante.

O comportamento do O₂ absoluto, O₂ relativo e PE (FIGURA 2, 3 e 4) apresentou um aumento significativo no exercício realizado no MT comparado à PR (p< 0,05) e entre as duas situações no MA e entre o MT e PF, não houve diferença estatisticamente significativa (p > 0,05).

Uma vez encontrada interação entre a forma e o meio para a FC foi realizado um desdobramento para localizar as diferenças. O resultado está representado na FIGURA 5. Os valores de FC foram superiores no exercício no MT comparado as situações em PR (p < 0,05) e em PF (p < 0,05). Além disso, depois de realizado o desdobramento localizou-se na PF valores de FC maiores no exercício realizado com deslocamento comparado ao exercício executado sem deslocamento (p < 0,05).

Na TABELA 2 são apresentados os valores do "power effect" e "effect size" para cada um dos efeitos principais e para a interação entre eles para as variáveis O₂ (relativo e absoluto) e PE. Para a variável FC (TABELA 3) são apresentados os valores dos dois testes a partir dos resultados do desdobramento.

Discussão

Consumo de oxigênio e percepção de esforço

No presente estudo o exercício em PR apresentou valores de O₂ e PE menores quando comparada a situação no MT, corroborando com estudos da literatura (ALBERTON et al., 2005, 2009; KRUEL, 2000; MORAES et al., 2002). Este comportamento pode ser explicado devido ao reduzido peso hidrostático no MA. O peso hidrostático pode ser definido como a diferença do peso corporal e o empuxo. O percentual de redução do peso hidrostático é influenciado pela profundidade de imersão (KRUEL, 1994). No presente estudo, em PR a profundidade de imersão variou entre processo xifóide e ombros correspondendo a aproximadamente 80% do peso corporal do indivíduo (KRUEL, 1994). Este reduzido peso hidrostático representa um peso bem menor a ser carregado na água. Este efeito faz com que seja necessário um menor recrutamento muscular para manter a postura e para realizar o exercício, podendo reduzir o O₂ da atividade e consequentemente, o gasto energético e a PE.

No entanto, este efeito do peso hidrostático também está presente no exercício em PF, porém neste não foram encontradas diferenças em relação ao MT. Uma possível explicação para este comportamento pode estar relacionada ao maior movimento de membros superiores durante o exercício em PF, tanto para auxiliar na propulsão durante o exercício com deslocamento quanto para auxiliar no equilíbrio durante o exercício sem deslocamento. Além disso, o exercício em PF pode ter sido realizado com diferentes grupos musculares em comparação ao exercício no MT e em PR. No estudo de KANEDA, WAKABAYASHI, SATO e NOMURA (2007) durante a caminhada em PF o músculo bíceps femoral apresentou maior atividade quando comparada a caminhada em PR e no MT. Em contrapartida, a atividade dos músculos gastrocnêmico e sóleo foi maior nestas situações. Estes resultados ocorreram, pois na PR e no MT há um contato com o solo que ajuda na propulsão do movimento, já em PF não há este contato. Assim, a propulsão do movimento durante a caminhada em PF pode ocorrer através da ação, principalmente, dos extensores do quadril, como os músculos glúteo máximo, semitendinoso e semimembranoso, além do Bíceps Femoral. Desta forma, o exercício em PF pode apresentar uma maior massa muscular envolvida fazendo com que o O₂ e PE estejam aumentados nesta situação em comparação com o exercício em PR, porém sem diferença estatisticamente significativa.

Além disso, não foram encontradas diferenças significativas entre o exercício realizado nos diferentes meios com e sem deslocamento para estas variáveis. Estes achados são facilmente compreendidos no MT, uma vez que não há uma resistência significativa oferecida para o deslocamento. No entanto, durante o exercício no MA, a resistência ao movimento é aumentada pela densidade desse fluído. Assim, com a maior área projetada nos exercícios com deslocamento este efeito está aumentado. Contudo, a baixa velocidade do deslocamento horizontal pode ter contribuído para que a resistência não tenha sido tão maximizada a ponto de influenciar as variáveis O₂ e PE.

Frequência cardíaca

No presente estudo, o exercício realizado no MA, tanto em PF quanto em PR, apresentou valores menores comparado ao exercício no MT. Comportamento similar foi observado em estudos anteriores (ALBERTON et al., 2005, 2009; BENELLI, DITROILO & DE VITO, 2004; KRUEL, 2000; MORAES et al., 2002). BENELLI, DITROILO & DE VITO (2004) analisando as respostas da FC de mulheres jovens durante uma mesma rotina de exercícios aeróbios realizada no MT e no MA em duas diferentes profundidades de imersão em PR (0,8 e 1,4 m), encontraram valores significativamente maiores no MT comparada as duas situações no MA. Neste estudo o exercício foi realizado em passo lento (executado em um passo de 90 bpm) e em passo rápido (138 bpm). Analisando apenas os resultados do exercício em passo lento, que pode representar a forma mais próxima do exercício realizado no presente estudo (80 bpm), a FC na água na profundidade de 1,4 m foi significativamente menor do que no MT.

Possíveis explicações para a diminuição da FC no MA podem estar atribuídas à pressão hidrostática e a termocondutividade. O efeito da pressão hidrostática sobre o corpo imerso redistribui o volume sanguíneo periférico para a região central do corpo aumentando o retorno venoso. Com esse maior enchimento das câmaras cardíacas, maior será a taxa de contração do coração, consequentemente maior o volume sistólico, diminuindo a FC (ARBORELIUS et al., 1972). Além disso, durante a imersão há uma grande transferência de calor por condução facilitando a troca de calor entre o corpo e o meio ambiente, reduzindo a redistribuição de sangue da região central para a periferia (CRAIG & DVORAK, 1996).

Comparando a FC entre o exercício com e sem deslocamento, o exercício com deslocamento em PF apresentou valores maiores comparado ao mesmo exercício sem deslocamento. Este comportamento pode ter ocorrido devido ao maior movimento de membros superiores para auxiliar na propulsão, aumentando a FC sem aumentar as demais variáveis analisadas.

Conclusão

Concluímos que o exercício realizado em PR apresenta respostas cardiorrespiratórias menores quando comparado ao exercício no MT. Por outro lado, a realização do mesmo exercício em PF apresentou respostas cardiorrespiratórias semelhantes ao exercício no MT, com exceção da FC. Nossos achados sugerem que mulheres jovens realizando um exercício de hidroginástica em PF podem apresentar um gasto energético similar e FC menor quando comparado ao mesmo exercício em MT. Este fato é de grande relevância para populações que querem obter um gasto energético semelhante ao exercício no MT, mas que necessitam de um exercício com menor sobrecarga cardiovascular e articular. Entretanto, cabe ressaltar que futuros estudos devem ser realizados para verificar se essas respostas se reproduzem em outras populações.

Agradecimentos

Agradecemos aos integrantes do Grupo de Pesquisa em Atividades Aquáticas e Terrestres (GPAT) pelas correções e críticas construtivas, ao apoio financeiro durante a realização desse estudo do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica (PIBIC) do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).

Recebido para publicação: 19/12/2008

Revisado em: 04/01/2010

Aceito: 18/02/2010

CDD. 20.ed. 613.716

796.022

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  04 Mar 2011
• Data do Fascículo
  Set 2010

Histórico

• Revisado
  04 Jan 2010
• Recebido
  19 Dez 2008
• Aceito
  18 Fev 2010